【正文】 .....18圖 26組合式斗桿 ......................................................19圖 27整體式斗桿結(jié)構(gòu)簡圖 ..............................................19圖 28組合式斗桿結(jié)構(gòu)簡圖 ..............................................19圖 29反鏟式鏟斗基本形式 ..............................................20圖 210反鏟式鏟斗常用形式 .............................................20圖 211鏟斗主要參數(shù)示意圖 .............................................21圖 213反鏟機構(gòu)自身幾何參數(shù)的計算簡圖 .................................22圖 215F點坐標(biāo)計算簡圖 ................................................24圖 216斗桿機構(gòu)擺角計算簡圖 ...........................................26圖 217鏟斗連桿機構(gòu)傳動比計算簡圖 .....................................28圖 218斗齒尖坐標(biāo)方程推導(dǎo)簡圖 .........................................30圖 219最大挖掘深度計算簡圖 ...........................................33圖 220最大卸載高度計算簡圖 ...........................................33圖 221最大挖掘半徑及停機面最大挖掘半徑計算簡圖 .......................34圖 31雙泵雙回路液壓系統(tǒng)圖 ............................................39圖 1挖掘機液壓原理圖 ..................................................44圖 2挖掘機運動方案圖 ..................................................45圖 3挖掘機運動循環(huán)圖 ..................................................46反鏟式挖掘機挖掘機構(gòu)設(shè)計 8 表格清單表 11設(shè)計參數(shù) ........................................................................................................14表 12挖掘機機體尺寸與工作尺寸 ........................................................................15表 21挖掘機機構(gòu)的參數(shù) ........................................................................................23表 31主油泵相關(guān)參數(shù) ............................................................................................38表 32齒輪泵 CBB20相關(guān)參數(shù) ..............................................................................38引 言挖掘機被稱為機械之王，在國家建設(shè)中起到舉足輕重的作用。反鏟式挖掘機只是挖掘機其中的一種，回顧我國挖掘機發(fā)展歷史：我國的挖掘機生產(chǎn)起步較晚，從 1954 年撫順挖掘機廠生產(chǎn)第一臺斗容量為 1m3。的機械式單斗挖掘機至今，大體上經(jīng)歷了測繪仿制、自主研制開發(fā)和發(fā)展提高等三個階段。新中國成立初期，以測繪仿制前蘇聯(lián) 20 世紀(jì) 30～40 年代的W50W50W100W1002 等型機械式單斗挖掘機為主，開始了我國的挖掘機生產(chǎn)歷史。由于當(dāng)時國家經(jīng)濟建設(shè)的需要，先后建立起十多家挖掘機生產(chǎn)廠。1967 年開始，我國自主研制液壓挖掘機。早期開發(fā)成功的產(chǎn)品主要有上海建筑機械廠的 WYl00型、貴陽礦山機器廠的 W460 型、合肥礦山機器廠的 WY60 型挖掘機等。隨后又出現(xiàn)了長江挖掘機廠的 WYl60 型和杭州重型機械廠的 WY250 型挖掘機等。它們?yōu)槲覈簤和诰驒C行業(yè)的形成和發(fā)展邁出了極其重要的一步。至 20 世紀(jì) 80 年代末，我國挖掘機生產(chǎn)廠已有 30 多家，生產(chǎn)機型達 40 余種。中、小型液壓挖掘機已形成系列，斗容有 ～ m3等 12 個等級、20 多種型號，還生產(chǎn) 10m12m 3機械傳動單斗挖掘機，1m 3隧道挖掘機，4m 3長臂挖掘機，1000m 3／h 的排土機等，還開發(fā)了斗容量 ，斗容、 m m 3的水陸兩用挖掘機等。但總的來說，我國挖掘機生產(chǎn)的批量小、分散，生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品質(zhì)量等與國際先進水平相比，有很大的差距?！　「母镩_放以來，積極引進、消化、吸收國外先進技術(shù)，以促進我國挖掘機行業(yè)的發(fā)展。其中貴陽礦山機器廠、上海建筑機械廠、合肥礦山機器廠、長江挖掘機廠等分別引進德國利勃海爾(Liebherr)公司的A91R91R942 、A922 、R92R962 、R97 R982 型液壓挖掘機制造技術(shù)。稍后幾年，杭州重型機械廠引進德國德瑪克(Demag)公司的 H55 和 H85 型液壓挖掘機生產(chǎn)技術(shù)，北京建筑機械廠引進德國奧加凱(0amp。K)公司的 RH6 和 MH6 型液壓挖掘機制造技術(shù)。與此同時，還有山東推土機總廠、黃河工程機械廠、江西長林機械廠、山東臨沂工程機械廠等聯(lián)合引進了日本小松制作所的PC100、PC1PC200 、PC2PC300 、PC400 型液壓挖掘機(除發(fā)動機外) 的全套制造技術(shù)。這些廠通過數(shù)年引進技術(shù)的消化、吸收、移植，使國產(chǎn)液壓挖掘機產(chǎn)品性能指標(biāo)全面提高到 20 世紀(jì) 80 年代的國際水平，產(chǎn)量也逐年提高。由于國內(nèi)對液壓挖掘機需求量的不斷增加且多樣化，在國有大、中型企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，牽動了一些其他機械行業(yè)的制造廠加入液壓挖掘機行業(yè)。近年來，隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度在全國各地的日益加大，中國挖掘機市場進入蓬勃發(fā)展階段，亟須掌握專業(yè)知識技能的優(yōu)秀挖掘機操作手。 ”中國工程機械工業(yè)協(xié)會會長祁俊日前指出，我國堪稱“世界上最大的建設(shè)工地 ”，我國挖掘機市場也進入高速發(fā)展階段。與此同時，挖掘機的節(jié)能降耗的重要性也愈發(fā)明顯。節(jié)能環(huán)保成工程機械發(fā)展方向：節(jié)能減排、綠色環(huán)保已成為每個行業(yè)的熱點話題，工程機械行業(yè)也不例外，中國工程機械企業(yè)紛紛推出蘊含“技術(shù)創(chuàng)新” 、 “環(huán)?！?、 “再制造”等概念的新產(chǎn)品，意味著整個行業(yè)向綠色、智能轉(zhuǎn)型的同時，節(jié)能減排、綠色環(huán)保已經(jīng)滲入到整個行業(yè)的發(fā)展中。反鏟式挖掘機挖掘機構(gòu)設(shè)計 10 第 1 章 液壓挖掘機 挖掘機的類型 挖掘機械的類型與構(gòu)造形式繁多，可按照挖掘工作原理與過程、用途、構(gòu)造特征進行劃分。 按照用于，單斗挖掘機分為：建筑型、采礦型和剝離型等。建筑型挖掘機一般可裝置各種不同的工作裝置，進行多種作業(yè)，故又稱通用式。 按照動力裝置，挖掘機有電驅(qū)動、內(nèi)燃機驅(qū)動和符合驅(qū)動等，以一臺發(fā)動機帶支挖掘機全部機構(gòu)為單機驅(qū)動式，以若干發(fā)動機分別帶動各個主要機構(gòu)為多驅(qū)動式。按照傳動方式，挖掘機分為機械傳動式、液壓傳動式和混合傳動式。挖掘機的行走裝置型式有：履帶式、輪胎式、汽車式、步行式、軌道式、拖式等。單斗挖掘機工作裝置的型式很多，常用的基本型式，對于機械挖掘機有：正鏟、反鏟、拉鏟和起重吊鉤等以下如圖所示挖掘機基本類型：1圖 11機械式單斗挖掘機2圖 12連續(xù)作業(yè)式挖掘機3圖 13單斗液壓挖掘機 液壓挖掘機的基本組成和工作原理液壓挖掘機的種類很多，單斗液壓挖掘機算是其中一個代表,如圖 14。單斗挖掘機是一種采用液壓傳動并以一個鏟斗進行挖掘作業(yè)的機械。它是在機械傳動單斗挖掘機的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，是目前挖掘機中重要的品種。它的作業(yè)過程是以鏟斗的切削刃切削土壤并將土裝入斗內(nèi)，斗裝滿后提升，回轉(zhuǎn)至卸土的位置進行卸土，卸空后鏟斗再回轉(zhuǎn)并下降到挖掘面進行下一次挖掘。當(dāng)挖掘機挖完一段土后，機械移位，以便繼續(xù)工作，因此，是一種周期作業(yè)的自行式土方機械。 單斗液壓挖掘機的基本組成單斗液壓挖掘機為了實現(xiàn)以上周期工作，液壓挖掘機必須有以下基本結(jié)構(gòu)：工作裝置、回旋機構(gòu)、傳動裝置（液壓部分） 、操作裝置、行走裝置等。單斗液壓挖掘機基本組成：由轉(zhuǎn)臺及轉(zhuǎn)臺上部的結(jié)構(gòu)、底架及行走系、工作裝置等三大部分組成。回轉(zhuǎn)平臺：由回轉(zhuǎn)平臺、液壓傳動裝置、伺服操縱裝置、動力裝置、司機室、空調(diào)系統(tǒng)、電器系統(tǒng)等組成。 工作裝置：由動臂、斗桿、鏟斗、連桿、搖桿、油缸等組成。行走裝置：由車架、支重輪、托鏈輪、導(dǎo)向輪、張緊裝置、履帶、行走機構(gòu)、回轉(zhuǎn)接頭等組成 。 動作（五個動作及其復(fù)合）——動臂升降、斗柄轉(zhuǎn)動、挖斗轉(zhuǎn)動、轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)及行走。 單斗液壓挖掘機的工作原理液壓挖掘機與機械挖掘機的主要區(qū)別在于傳動裝置的不同，以及由于傳動的改變而一起的工作裝置機構(gòu)形式的不同。液壓挖掘機的液壓傳動系統(tǒng)由液壓泵、液壓馬達、液壓缸、控制閥及油管等液壓元件組成。并且采用液壓分配器及各種控制閥來控制各種機構(gòu)的運動。圖 14所示為液壓挖掘機基本組成及傳動示意圖。如圖所示，柴油機驅(qū)動兩個液壓泵，把高壓油輸送給兩個分配閥，操作控制閥，將高壓油再送往有關(guān)液壓執(zhí)行元件（液壓缸或液壓馬達）驅(qū)動相應(yīng)的機構(gòu)工作。液壓挖掘機的工作原理采用連桿機構(gòu)原理，而各部分的運動則通過液壓缸的伸縮來實現(xiàn)。圖 14所示為液壓挖掘機最常用的工作裝置——反鏟裝置。它由鏟斗 斗桿 動臂 連桿 4以及相應(yīng)的三組液壓缸 7 組成。動臂下鉸點鉸接在轉(zhuǎn)臺上，利用反鏟式挖掘機挖掘機構(gòu)設(shè)計 12 動臂液壓缸的伸縮，使動臂繞動臂下鉸點。挖掘作業(yè)時，接通回轉(zhuǎn)機構(gòu)液壓馬達，轉(zhuǎn)動上部轉(zhuǎn)臺，使工作裝置轉(zhuǎn)到挖掘地點，同時操縱動臂液壓缸，小腔進油液壓缸回縮，使動臂下降至鏟斗接觸挖掘面為止，然后操縱斗桿液壓缸和鏟斗液壓缸，液壓缸大腔進油而伸長，使鏟斗進行挖掘和裝載工作。斗裝滿后，將斗桿液壓缸和鏟斗液壓缸停動并操縱動臂液壓缸大腔進油，使動臂升離挖掘面，隨之接通回轉(zhuǎn)馬達，使斗轉(zhuǎn)到卸載地點，再操縱，斗桿和鏟斗液壓缸回縮，使鏟斗反轉(zhuǎn)進行卸土。卸完后，將工作裝置轉(zhuǎn)至挖掘地點進行第二次挖掘工作。4圖 14液壓挖掘機基本組成與傳動示意圖1—鏟斗； 2—斗桿 ；3—動臂； 4—連桿 ；7—液壓缸；Ⅰ—挖掘裝置 ；Ⅱ—回轉(zhuǎn)裝置；Ⅲ—行走裝置； 反鏟式挖掘機反鏟式挖掘機是最常見的挖掘機一種，廣泛用于建筑領(lǐng)域，主要用于平整路面、深挖基坑等。以下我們介紹一下反鏟式挖掘機。圖 15為反鏟式挖掘機5圖 15反鏟式挖掘機反鏟裝置是中小型液壓挖掘機的主要工作裝置。如圖 16所示。目前廣泛應(yīng)用的斗容在 。6圖 16 液壓挖掘機反鏟裝置1動臂；2斗桿；3鏟斗；6動臂、斗桿及鏟斗液壓缸；7連桿機構(gòu)液壓挖掘機反鏟裝置由動臂 斗桿 鏟斗 8以及動臂液壓缸 斗桿液壓缸液壓缸 6和連桿機構(gòu) 7等組成。其構(gòu)造特點是各部件之間的聯(lián)系全部采用鉸接，通過液壓缸的伸縮來實現(xiàn)挖掘過程中的各種動作。反鏟式挖掘機的機構(gòu)簡圖反鏟式挖掘機挖掘機構(gòu)設(shè)計 14 7圖 17反鏟式挖掘機機構(gòu)簡圖自由度的計算活動構(gòu)件數(shù) n=9低副 PL=12 高副 PH=0厡動機件有 3自由度 F=3n2PLPH (11) =39212=3 液壓挖掘機主要參數(shù)中最重要的參數(shù)有三個，即斗容、整機重量、和發(fā)動機功率。標(biāo)準(zhǔn)斗容量：指挖掘機三級或容量為 18000 N/m3的土壤時，鏟斗堆尖時的斗容量。為充分發(fā)揮挖掘機的挖掘力，對于不同等級或容量的土壤可以配備相應(yīng)不同的斗容量的鏟斗。整機重量：是指帶標(biāo)準(zhǔn)反鏟或正鏟工作裝置和標(biāo)準(zhǔn)行走裝置時的整機工作質(zhì)量。發(fā)動機功率：指發(fā)動機的額定功率（12 小時工作） ，即正常運轉(zhuǎn)條件下本身消耗以外的輸出凈功率。由設(shè)計任務(wù)書給出以上主要參數(shù)：斗容： 立方米；整機重量 5噸；發(fā)動機功率 60千瓦。 參考卡特 CT857B 挖掘機參數(shù)設(shè)定挖掘機的參數(shù)如下1表 11設(shè)計參數(shù)鏟斗容量 整機重量 發(fā)動機功率179。 5t 60KW尺寸參數(shù)的選擇以液壓挖掘機的機重為指標(biāo)，用以下公式近似確定：線尺寸參數(shù)： Li=kl3G面積參數(shù)： Si=ksi32G體積參數(shù)： Vi= vi (12)式中， kli， si， vi分別是各個線向、面積、體積尺寸經(jīng)驗系數(shù)，查《單斗